绿色节能角度下的建筑给排水设计

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高文雅

河北北华建筑设计有限公司 河北省石家庄市 050000

摘要

中国目前约有三分之一的能源消耗是建筑行业产生的,而且还在持续增加。建筑节能是国家的一项重大政策,建筑节能不仅仅体现在建筑外墙、采暖、空调、照明等方面,还有给排水系统的节能。尽管建筑给排水能耗在建筑能耗中只占很小的比例,但是它对建筑节能的影响和意义却很大。建筑给排水节能和节水是密不可分的,既节水又节约能源。建筑给排水设计人员,应充分了解绿色节能的重要性。在建筑给排水设计中,既要满足对用水的要求,又要达到节约用水、减少消耗、提高资源利用效率的目的。


关键词

绿色节能;建筑给排水;给排水设计

正文

根据不完全统计,在全国工业能源消耗中,建筑能源消耗占全国总量的27%以上。而且建筑能源消耗逐年递增,年均1%左右。因此,为了促进我国经济的快速发展,我国大力提倡建筑节能技术的推广。建筑给排水的节能设计,是在达到建筑的规划、新建、改建、扩建、改造、使用等要求的基础上,达到建筑节能的目的。积极运用现代节能型建筑技术、工艺、设备、材料、产品,以改善建筑给排水系统的运行效率和工作性能。为了节约水资源,提高资源利用率,应加强对建筑给排水系统的管理。比如,在满足建筑给排水功能、改善环境品质的同时,可以有效地使用可再生能源,降低城市给排水系统的能耗。尽管在建筑物的能耗中,给排水系统的能耗只占很小的一部分,但是它可以减少能耗,提高能源利用效率,节约用水,提高给排水系统设计的效能,并对环境的保护起到重要作用。所以,加强对建筑给排水节能设计的研究,对于解决我国建筑节能问题,具有重要的现实意义。

1 绿色节能理念

每个建筑工程都要耗费大量的能源。同时工艺复杂,施工周期长。另外,现场施工还会对周围的环境产生污染,严重影响当地的生态环境。现在许多建筑工程都要用到大量的材料,同时会产生大量建筑垃圾,给生态环境造成了污染,尤其是水资源的污染问题。将绿色节能的理念很好地融入到建筑工程中,能够有效地提高建筑质量、保护生态、降低水污染。“绿色节能”是当前建筑行业发展的重要方向。在节能的思想指导下,绿色节能建筑的应用,能够很好地保护环境。

2 绿色建筑给排水产生的意义

我国水资源十分匮乏,水资源分布极不平衡,长期没有得到有效的保护。现阶段,我国很多城市都面临着水资源紧缺、水污染等问题,给城市供水带来了极大的压力。影响了人们的生活,限制了城市的发展。在给排水系统中引入绿色建筑的概念,能有效地克服传统建筑中水资源利用率低下的缺陷,从而为城市建设节约大量的水资源,减轻城市的用水压力。

城市住宅建设对水资源的需求非常大,必须要有配套的给排水设施。同时要在小区的公用部位设置景观、园林绿地等。绿色节能的给排水设计,的目的在于减少废水排放对环境的影响,同时达到节约用水和水资源合理分配。持续和循环利用水资源,以提高水资源利用效率。

3 建筑给排水设计工作存在的问题

3.1 管道泄漏问题

如果出现了管道泄漏的情况,势必会导致大量的水资源流失。管道泄漏问题一定要引起足够的重视。而造成这种情况的主要原因,除了管道的材质和相关的管理和维护不当等。从设计的角度来看,其原因是管道的总体布置与形态设计不合理。一是,没有正确的选择位置。在进行管道位置选择时,由于没有充分考虑周边的地质条件,造成管道位置选择不合理。从而使管道在长期承受很大的挤压力,造成管道泄漏。二是,管线的形态设计不合理。一些设计人员在进行管道设计时,忽视了形态的问题,或者是施工方出于自身的便利,将其任意连接。造成管道交叉,弯道太多。虽然不会对给排水系统造成直接的影响,也不会马上发生泄漏。但随着时间的推移,交叉处和转弯处的受水流冲击和水压的影响,很有可能会出现泄漏。

3.2 超压出流问题

所谓的超压出流,其实就是因为静水中的水压比出水压高,导致水流失去控制,导致资源的浪费。这一问题在当前也比较普遍,其产生的影响有三个:第一,是最直接的水资源浪费问题。因卫生器具的给水配件(如水龙头,淋浴器等)在较高水压条件下,流出大于其额定流量的水量,超过了规定的范围,从而产生了浪费。第二,可能会影响到供水的安全。超压出流现象的出现,会对供水系统的稳定与平衡造成严重的影响,从而造成安全隐患。第三,在超压出流的影响下,必然会产生冲击效应,从而影响设备和部件。极大地提高了设备失效的可能性,减少了设备和部件的使用寿命。一旦设备和部件出了问题,不仅会造成更多的资源浪费,而且还会增加维修费用。

3.3 资源利用问题

至于资源的利用,涉及两个方面。一是水资源的回收和相应的节约。二是对其他资源的利用。从水资源利用的角度来看,目前的给排水系统,大多还没有建立起一个完整的循环系统,这就导致了大量的资源浪费。其次,大多数的建筑设计师,都缺乏对资源节约利用的意识。同时,用户并没有很强的节约意识,加上整个建筑的节水设计都不够完善,这就导致了水资源的浪费。在其他资源的利用方面,也存在着对新能源的使用不足。在进行给排水系统的设计时,也要考虑到其他的资源的利用。

3.4 设备质量不符合要求

施工企业在施工过程中,为了自身的利益,忽略了管道的质量,使用了不合格的管道。在铺设管道时,若采用质量不合格的管道,不但易造成管道破损,还会造成水资源的浪费与污染。同时,使用者在不知不觉中,就会用到被管道污染的饮用水,这不但对使用者的身体健康造成威胁,也会对人们的生活质量造成了影响。如果管道在铺设完毕后出现损坏,那么在检修过程中难以发现问题,给管道维护带来极大的困难。因此,在铺设给排水管道时,必须对管道的质量进行严格的控制,有效地解决人民生活用水和水资源的流失问题。

4 绿色节能理念在建筑给排水设计中的应用

4.1 建立科学高效的排水循环利用系统

对于目前我国城市水资源利用率较低的现状,从绿色节能、环保的角度出发,可以构建新型的城市供水回用循环方式。例如,目前我国部分地区雨水充足,在雨季到来时,利用雨污水分离技术,可实现雨水资源的循环利用。

但是,一些地方的排水和水资源循环系还不够健全,在暴雨期间,许多大中城市的排水系统长期处于无人管理状态,造成了大量的居民楼被淹。既造成了水资源的浪费,又造成了基础设施的破坏,对城市居民的生产生活带来极大影响。

为了解决这个问题,可以将雨水收集起来。因为雨水不能直接使用,所以可以将雨水汇入水厂,再利用一些过滤和化学的方法,将水中的有毒的物质除去,然后用于生活和生产。另外,这些雨水可以直接排放到城市周围的农田里,增加水资源的利用率。近年来,国内外学者将高分子生物膜和生物降解酶相结合,用于雨水的再循环处理。其处理雨水、循环利用废水的效果十分明显,有望成为我国今后的城市生活污水资源化利用的发展趋势。

4.2 利用太阳能为基础的建筑用水加热系统

在住宅建筑物中,用与太阳能有关的变换技术来加热水。相比于天然气、煤炭等传统的供暖方式,太阳能具有清洁、方便、环保等优点。目前,太阳能热水器在卫生间、浴室等方面得到了广泛的应用。采用1.5m长的太阳能集热管,再配以氧化轧花铝片漫反射板作为辅助,可以提高太阳能的光电转化效率。保温材料还可以降低热量的损耗。不过太阳能的应用受到季节、温度、天气等诸多因素的制约,如果住宅建筑对水温的要求较高,可以在太阳能热水器上安装电加热设备。

4.3 做好超压出流的设计

在进行建筑给排水设计时,不仅要对管道进行最基础的布置,还要对管道及附件内的压力分布进行分析,以避免管道或附件由于水压过高而爆裂,造成大量的浪费,避免对居民的正常生活造成影响。所以,在设计给排水系统时,必须对超压出流进行合理的设计与控制,以降低水资源的浪费。具体的设计要严格遵守国家有关技术规范和要求,如:分区内卫生设备的水压不能大于0.45 MPa,而住宅建筑的配水点水压力超过0.2 MPa时,必须进行减压,防止水龙头流量大幅上升。为了提高水资源的利用率,满足居民的生活用水需要,必须在高层住宅区设置二次供水设施,并采取适当的节水回流措施。

4.4 二次供水设备

水泵-水箱供水系统以往均为混合材料,在实际操作中极易发生腐蚀,对箱内的水资源造成污染。因此,应选用不锈钢水箱、玻璃材质水箱等二次供水设备。另外,水泵-水箱在使用过程中会损耗一定的能量,建议使用二次供水的变频调速或压力罐供水。变频装置具有变频调速功能,能够自动调整电动机的电源频率,实现对水泵工作压力的无级变速。在系统运行和设备节能等方面,要合理选用二次设备,以确保系统运行的节能。根据居民的生活习惯,在建筑中会有一个高峰和一个低谷,在此基础上,可以在一定的时间段内设定操作参数。尤其是在用水量处于低谷的时候,若继续使用二次供水设备,则会导致电力的浪费。而自动变频控制则会对水泵的工作状况进行监测,当水量低于单泵20%的时候,就会被认为是处于低谷,系统会对小流量泵的供水方式进行调整,以减少电力的消耗。

4.5 卫生器和配水器

在建筑工程中,卫生器和配水器是不可或缺的设备,也是建筑给排水系统中的一个关键部件。在选购水龙头时,应选用陶瓷芯水龙头和充气水龙头,这两种水龙头都是节能的,能够自动调整水压,控制水流的速度。既能满足用户的需要,又能节约能源。当前,传统水龙头逐渐被节能水龙头所替代,这也从侧面说明了企业和家庭对节约能源的重视。另外,可以选用新型的卫生器具,与传统的卫生器具相比,尽管两者的容积没有改变,但是新型的卫生器具具有2升和4升的双重档位,并且具有旋流结构的设计,既节约了电力,又节约了水资源,同时保证了水压的稳定,满足了用户的需要。

4.6 管材与阀门的选择

大多数城市都会向自来水中加入氯气,这是为了确保饮用水的安全,但是氯气的腐蚀性很强,会顺着自来水流向管道,腐蚀管道衔接处和阀门。如果是钢制管道,一段时间后就会生锈,而管道生锈不仅会影响水质,还会增加排水阻力,导致排水效率下降,从而增加给排水系统的能源消耗。因此,在设计中,应注重对管道、阀门的选用,并根据其使用要求和特性,选用耐腐蚀、耐化学性能较好的管材。例如:现在最常见的管道是铝塑管,它具有很好的耐腐蚀性,而且不会产生锈蚀,并且能够很好的防止氯的腐蚀。另外,PVC管材、聚乙烯管材和PP-R管材也是性能优良的管材。

5 绿色建筑给排水的设计措施

5.1 建筑中水的高效回收和利用

建筑中水,是通过对污水进行简单的处理,使其达到常规水质标准,可用于生产、市政、绿化等领域,但不能并没有达到饮用标准。中水的循环利用是节约能源的有效途径。目前,国内外对中水的有效回收和利用都十分重视。中水的再利用,可以通过中水循环,与原水的储存、处理、供给相结合,从而达到有效的水资源利用。建筑中水系统是一个综合了给水、排水、处理、再利用的复杂系统工程,与建筑本身的功能结合在一起。包含了原水、处理、供水等多种功能,将水资源的利用与节约的功能融合在一起。

5.2 对雨水实施收集利用

雨水资源具有污染轻、有机物含量少等优点。其水质优于生活污水,只要经过简单的处理即可。随着我国城市化进程的不断推进,我国城市面临着水资源紧缺的局面,雨水的收集与利用显得尤为重要。屋顶、路面和绿地都能被用来收集雨水。绿色建筑的雨水循环利用技术,运用生态与工程的基本原理,将雨水的使用与景观的设计有机地结合起来。达到了环境、经济效益、社会效益。在进行绿化建设时,应考虑到小区的性质和居住面积,采用屋顶、渗透等多种方式收集雨水,以达到高效的雨水资源利用效果。

5.3 优化资源利用

要最大限度地优化资源利用,就必须要合理地控制水资源的供应。首先,通过限制水量,或者通过阶梯水价来调节水资源的使用。其次,要将水资源的循环体系建设得更加完美。除此之外,还可以进行一些开源的设计,比如雨水的收集,将这些雨水收集起来,然后再对其进行处理和利用。最后,为了让资源得到最大程度地利用,需要对新能源进行充分利用,比如太阳能。然后利用新的能源,来提供更多的热水。

结束语

随着我国经济社会的快速发展,人民的日常生活和生产用水需求日益增加我国水资源短缺的问题日益突出,急需解决。从绿色节能的观点出发,为建筑的给排水节能设计提供了一种有效的途径。从绿色节能的观点出发,建筑给排水节能设计以科技为依据,以绿色节能为核心既可以节省水资源,又可以改善住宅建筑的品质。所以,从绿色节能的观点出发进行建筑给排水设计,是一种既节约又环保的有效的设计手段,对推动我国的经济发展和社会发展都有重要意义。

参考文献

[1] 王晓玭,朱凑花.探析绿色节能角度下的建筑给排水设计[J].江西化 工,2018(06)18-20.

[2] 詹铁盛.刍议绿色节能理念下的建筑给排水设计[J].绿色环保建材, 2019(06)64-66.

 

 

 


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